회로 보호기란?
회로 보호기는 계장용 전원 차단기를 말합니다. 회로(circuit)는 전기 회로를 의미합니다. 따라서 회로 보호기를 직역하면 ‘전기 회로 보호 장치’라고 할 수 있으며, 그 용도에 맞게 사용됩니다.
저용량인 대신 일반 저압용 차단기보다 차단 속도가 빠른 것이 특징입니다. 이러한 특징 때문에 제어회로나 계장회로의 보호 용도로 주로 사용됩니다. 1차측에 설치되는 저압용 차단기보다 먼저 동작하여 상위 회로를 보호합니다.
회로보호기 사용 용도
회로 보호기는 계장 회로 및 제어 회로에 사용됩니다. 차압전송기, 전자기유량계 등 산업용 측정기기를 계장품이라고 하며, 계장품의 전원 공급 및 신호 송수신 회로를 계장회로라고 합니다. 계장회로는 산업 장비 중 중요도가 높은 것에 비해 전력 소모가 적은 것이 특징입니다.
회로 보호기를 사용하면 계장 회로 이상 발생 시 영향을 최소화하면서 상위 회로를 보호할 수 있습니다. 제어회로는 산업기기의 동력이나 열원을 제어하는 전기회로입니다.
산업용 대형 모터는 전자기 접촉기 등의 구동장치로 운전 및 정지를 제어합니다. 대형 모터는 대형 전력을 소비하지만, 구동장치의 제어에 사용되는 전력 소비는 적은 편입니다.
하지만 제어 회로에 이상이 생기면 산업기기가 제어 불능 상태에 빠지기 때문에 제어 회로의 중요성이 높습니다. 회로 보호기를 사용하면 제어 회로 이상 시 영향을 최소화할 수 있습니다.
회로 보호기의 원리
일반적으로 널리 사용되는 회로 보호기는 트립 코일, 접점 부품, 케이싱, 핸들 등의 부품으로 나뉩니다 트립코일은 과전류 시 전자기 코일의 자력으로 접점을 열어 회로를 차단하는 부품입니다. 바이메탈보다 즉각적인 반응성이 뛰어나므로 회로 보호기의 차단 메커니즘에 채택됩니다.
접점 부분은 실제로 회로에 전기를 흐르게 하는 금속 부품으로, 접점 부분이 열리면서 회로를 차단합니다. 재료로는 구리나 은 합금이 사용됩니다. 케이싱은 회로 보호기의 외곽으로 절연성을 가진 수지가 사용됩니다. 구동용 스프링과 설치 브래킷으로부터 접점을 절연하는 역할을 합니다.
핸들은 사람이 조작할 수 있도록 하는 인터페이스 부품입니다. 핸들과 스프링에 의해 접점을 입출력하여 통전 차단을 제어합니다. 회로 보호기는 대부분 트립 프리 기능을 갖추고 있습니다.
트립 프리 기능이란 핸들을 입력 상태로 고정시켜도 과전류 트립이 발생하면 우선적으로 접점을 개방하는 기능입니다. 회로보호기의 주요 기능 중 하나로, 회로 차단의 신뢰성과 안전성을 향상시킵니다.
회로 보호기 선택 방법
회로 보호기는 계측, 제어 회로에 사용되며, 3상 동력 모터의 차단기로는 잘 사용되지 않습니다.
먼저 회로의 상수를 확인합니다. 계측 및 제어 회로에 사용하는 경우 대부분 단상인 경우가 많으며, 1상 또는 2상 회로 보호기를 선택합니다.
1상 회로 보호기를 사용하면 공간을 절약할 수 있어 경제적이지만 회로를 완전히 차단할 수 없습니다. 따라서 대지간 전압이 0V인 상을 공통상(공통선)으로 사용하며, 2상 모두 대지간 전압이 0V가 아니면 반드시 2상 이상의 회로 보호기를 선택해야 합니다.
3상 회로 보호기는 전압 지시계 등 3상 전압을 지시하는 회로 등에 사용합니다. 드물게는 소형 3상 모터용 차단기로도 사용됩니다.
상수가 결정되면 2차측에 연결할 기기의 정격전류를 확인하고, 2대 이상 연결할 경우 합계를 정격전류로 하여 정격전류 이상의 용량을 가진 회로보호기를 선정합니다.
정격전류 이하의 회로보호기를 선정할 경우, 정상 사용 시 트립의 위험이 높습니다. 제어 및 계장 회로는 중요도가 높은 경우가 많아 자주 트립되면 비경제적이므로 여유를 두고 용량을 선정해야 합니다.
회로보호기의 기타 정보
1. 회로 보호기 제조업체
국내에서는 미쓰비시전기의 회로보호기를 많이 볼 수 있습니다. 또한, (주)닛코전기제작소는 배선용 차단기인 스미토모 회로차단기 전문 제조업체입니다.
현재는 업계 유일의 완전 전자기식 차단기에 관해서는 시리즈화에 성공했으며, 관련 부품인 누전차단기, 전기기기 보호용 프로텍터, 전류 제한기, 각종 전원장치 설계 및 제작, 이색적으로 음식물쓰레기 처리기 등도 설계 제작 및 생산하고 있는 기술 메이커입니다.
타이코 일렉트로닉스 재팬도 회로 보호기를 제작하고 있으며, 판매는 아사히 기켄공업이 담당하고 있습니다. 이튼 일렉트릭 재팬(Eaton Electric Japan Co., Ltd.)도 회로 보호기를 판매하고 있습니다.
이 회사는 완전한 외국계 기업으로 1899년 전기 제어 기술이 탄생한 독일이 발상지입니다. 창업 이래 100년 이상의 경험을 쌓아온 옛 회사명 뮬러는 2008년 미국 이튼 일렉트릭 재팬의 일원이 되었고, 이튼 일렉트릭 재팬은 1974년 일본 사무소를 설립하여 이후 45년 이상 일본에서 고객 지원을 해온 회사가 되었습니다.
2. 회로 보호기의 가격
인터넷 쇼핑몰 모노타로에서 저렴한 것은 1,000엔 정도에 판매되고 있습니다. 제조사는 미쓰비시전기, 후지전기 등 일본 대기업 전기 메이커의 회로보호기가 많아 특수품이 아니라면 쉽게 구할 수 있는 부품입니다.